[發明專利]一種線性致動器

無效

• 申請號: 201110459373.1
• 申請日: 2011-12-30
• 公開（公告）號: CN103187848A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 林浩元;周朝淵;曾振武
• 申請（專利權）人: 雅科貝思精密機電(上海)有限公司
• 主分類號: H02K33/18
• 分類號: H02K33/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種線性致動器，特別是涉及一種采用動磁雙面線圈設計，未使用任何磁鐵護鐵的線性致動器。

背景技術

在過去幾十年里，氣動致動器一直被廣泛應用于工業自動化。這是因為壓縮空氣成本低，氣動致動器功能簡單可靠，輔助部件與產品的可用性高。但是，如果要使用氣動致動器，則致動器上必須連接柔性壓縮空氣軟管。對于便攜式設備和廠外設備而言，獲取壓縮空氣較為困難。這樣就導致氣動致動器只能夠用于有壓縮空氣的設施上。此外，為了控制致動器中的空氣流量，常需要使用電磁閥等閥門裝置。還需要使用其他傳感器探測致動器推桿的位置。所有必需的附加部件均使得氣動致動器成本變高，結構變復雜。即使這些部件可以組合在一起使用，但仍需要巨大的空間。氣動致動器的另外一個缺點在于它的響應時間。由于驅動活塞的時候，需要積累較大的壓力，因此，氣動致動器無法迅速響應。氣動致動器的另一缺點是，氣動致動器的夾緊力不具可控性，因為它僅取決于空氣壓力與活塞橫截面積。

還有就是傳統音圈電機設計也存在若干局限，首先，線圈組一般可以移動，原因在于磁鐵與鐵心組成的磁芯重量大。這就需要同時移動連接線圈組的電纜。一般情況下，應使用高柔電纜，如多股硅橡膠絕緣銅線電纜。這些電纜不適用于較高頻率的運動，或運動距離較長的話，這些電纜亦不適用。因此，上述類別的致動器可靠性有限。音圈致動器的另一缺點是線圈會產生熱量。由于線圈組是運動部件，因此，熱量除通過負載排出外，無法通過其他途徑排出。這是不可取的，因為這樣會導致負載發生熱膨脹，進而影響運動準確性。此外，致動器的持續電流會因熱量無法逃逸到其他地方而受到限制。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中線性致動器所存在的諸多缺陷，提供一種采用動磁雙面線圈設計，未使用任何磁鐵護鐵的線性致動器來解決上述問題。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種線性致動器，包括線圈護鐵和磁鐵，所述線圈護鐵設置于磁鐵的一端，所述線圈護鐵上纏繞有線圈，其特征在于，所述線圈護鐵包括兩塊，兩塊線圈護鐵分別設置于磁鐵的上端和下端，所述兩塊線圈護鐵與磁鐵之間的距離相同，還包括磁鐵支撐結構，所述磁鐵支撐結構包括連接在磁鐵兩側的兩個襯套，兩個襯套連接在兩根固定軸上，兩個襯套沿兩根固定軸滑動。

上述一種線性致動器，其特征在于，所述磁鐵支撐結構為直線軸承支撐結構，包括連接在磁鐵兩側的兩塊滑塊，滑塊設置于兩根導軌上，兩塊滑塊沿著導軌滑動。

上述一種線性致動器，其特征在于，所述連接在磁鐵兩側的兩個襯套保持固定不動，兩根固定軸沿兩個襯套滑動。

上述一種線性致動器，其特征在于，所述連接在磁鐵一側的襯套和固定軸保持固定不動，另一側的襯套和固定軸滑動。

上述一種線性致動器，其特征在于，所述連接在磁鐵兩側的兩塊滑塊保持固定不動，兩根導軌沿兩塊滑塊滑動。

上述一種線性致動器，其特征在于，還包括限位傳感器，限位傳感器設置于磁鐵上。

上述一種線性致動器，其特征在于，還包括線性編碼器，所述線性編碼器包括光柵尺和讀頭，讀頭設置于磁鐵上，光柵尺設置于讀頭外側。

上述一種線性致動器，其特征在于，所述纏繞在線圈護鐵上的線圈為多相線圈。

上述一種線性致動器，其特征在于，所述磁鐵的位置保持固定，設置于磁鐵兩端的線圈護鐵移動。

上述一種線性致動器，其特征在于，還包括一個用于控制運動方向、峰值電流、峰值電流時間以及所述線性致動器的保持電流的，并且可以預先設定峰值電流、峰值電流時間以及所述保持電流的帶有邏輯控制器與功率電子部件的放大器。

上述一種線性致動器，其特征在于，所述磁鐵支撐結構的材料為非磁性材料。

上述一種線性致動器，其特征在于，所述磁鐵支撐結構的材料為下列各項其中之一：鋁、纖維增強樹脂。

本發明的有益效果：利用設計用于提供峰值電流、峰值電流時間以及持續保持電流控制的放大器，可以提供雙位執行，而且響應時間比傳統氣動致動器快很多。該線性致動器可以讓使用者預先設定致動器保持電流，從而可以更加靈活地控制夾緊力大小。

與傳統動圈致動器不同的是，在如本發明所述的線性致動器中，需要移動的是磁鐵。由于線圈以及與之相連的電纜均固定，且只移動磁鐵支撐結構與磁鐵，因此，致動器的可靠性得到了很大提高，這樣還可以避免使用成本較高的撓性電纜。

磁鐵支撐結構采用鋁或其它輕質材料制造，但不需要使用任何磁鐵護鐵。這樣可以大幅降低移動質量從而使致動器的加速度更高，運動性能更好。